宁杭客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板精调测量技术研究及应用

宁杭客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板精调测量技术研究及应用

作者：郑小刚

来源：《城市建设理论研究》2012年第31期

摘要：宁杭客运专线设计铺设CRTSⅡ型板式无砟轨道，轨道板精调测量系统SPPS是针对高速铁路CRTSⅡ型轨道板安装施工而专门研制的精确测量定位系统。本文对精调测量系统SPPS的应用与创新进行了简要陈述，为CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量提供测量控制技术保障。

关键词： CRTSⅡ型；无砟轨道板；精调测量系统(SPPS)；测量精度

中图分类号：U213.2 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概述

宁杭铁路客运专线衔接京沪高速铁路、沪汉蓉快速通道、杭长客运专线等，与沪宁城际铁路、沪杭甬客运专线等构成长三角快速城际铁路网，是我国高速铁路客运网的重要组成部分。起讫里程DK1+852.41~DK250+097.27，正线全长249km（双线），线间距5m，设计速度

350km/h，全部采用CRTSⅡ型板式无砟轨道铺设。

2 CRTS Ⅱ型板式无砟轨道简介

CRTSⅡ型板式无砟轨道利用成型的组合材料代替道碴，将轮轨力分布并传递到路基基础上，具有“少维修”特点。

板式无砟轨道主要由基础防冻层、支承层/底座板、防排水系统、轨道板、轨道扣件系统、轨道以及其他附属设施构成。

轨道板替代普通铁路的道碴和轨枕，通过扣件系统直接安放钢轨，轨道板铺设精度直接影响轨道的平顺性，为满足高速列车运行要求，在安装轨道板时必须精确定位，安装定位的最终值与设计理论值的偏差必须控制在亚毫米级精度范围内。

3 精调测量系统SPPS概述

轨道板精调测量系统简称SPPS (Slab Precise Position System)，是针对高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道板铺设施工而专门研制的测量定位系统。

该系统可精确测量轨道板铺设与设计偏差，并将调整量发送至对应的显示器上，指导工人将轨道板调整至设计位置。

精调测量系统SPPS是CRTSⅡ型无砟轨道板施工所必需的关键测量控制技术，也是保证高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道高平顺性的必备手段。

4 精调测量系统SPPS的组成

4.1 系统组成

精调测量系统SPPS由测量机器人（图1）、测量标架（图2）、强制对中三脚架、控制计算中心、无线信息显示器等共同组成。

图1测量机器人

图2测量标架

4.2 测量机器人的构成

测量机器人由全自动全站仪、数传电台组成。

全自动全站仪：全站仪测角精度≥1秒、测距精度≥1mm+2ppm，全站仪由伺服马达驱动，具有自动搜索、瞄准、跟踪目标等功能。

数传电台：内置锂电池、通讯电台和协议转换模块等器件，能外接气象传感器。

气象传感器：测量环境温度、湿度和气压。

4.3 测量标架及安置

⑴测量标架采用合金硬铝制作，由横梁、门字框、触及端、定位球棱镜（两个）等组成。

⑵每套轨道板精密调整系统共设四套标架，其中三套标架用于轨道板定位精调作业，另一套为标准标架，安置在已调标准轨道板上进行检核校准其他三套标架。

⑶球棱镜：球棱镜各向异性互差满足≤0.3mm，球棱镜加常数互差≤0.2mm。在标架安放位置上不论怎样放置和旋转，测量中心位置始终保持不变。

⑷轨道板上共有左右10对承轨槽，每个承轨槽的轨顶中心共有20个支点；每块轨道板上共有30个轨座支点，见图3。

图3测量标架

⑸测量标架I安置在第28、30承轨槽上，标架Ⅱ安置在第13、15承轨槽上，标架Ⅲ安置在第1、3承轨槽上，标架Ⅳ（两棱镜相距1300mm）安置在精调合格的轨道板最后一对承轨槽上，为待调板测量定向和控制轨道板空间位置平顺搭接。

⑹全站仪面向测量标架，标架固定端放在左侧，活动端放在右侧。将每付标架固定端的两个触及端触及到左边承轨槽的打磨斜面上，活动端放在右边承轨槽的打磨斜面上。

5 精调测量系统SPPS流程及技术要求

5.1 精调测量系统SPPS流程

⑴在基准点（GRP）上通过强制对中三脚架分别架设全站仪和后视棱镜；

⑵全站仪后视GRP点上的棱镜为已经精调完毕的轨道板上的标架Ⅳ上的两个棱镜进行定向；

⑶系统自动测量三副标架上的六个棱镜；

⑷系统自动计算对应测量棱镜处、调整工位的调整量，发送该数据至相应无线数据显示器上；

⑸根据调整量用精调二维螺栓对轨道板进行调整；

⑹系统自动重测各标架上的棱镜，获取精调成果的残差；

⑺将灌注后的轨道板复测成果导入精调成果评估软件，评估精调结果和进行模拟调整，决定是否揭板重调或者更换扣件垫板。

5.2 精调测量技术要求

5.2.1 轨道板粗铺控制指标

首先在底座板/支撑层上分别放样出轨道板的铺设边线，粗铺时的位置偏差纵向≤10mm，横向≤调节装置横向调程的1/2。

5.2.2 轨道板精调及扣压复测技术要求

全站仪距待调轨道板的距离在6.5～19.5m。定向点架设在第一块轨道板尾端基准点上，全站仪架设在待调的第三块轨道板首端基准点上，单点定向完成，进行待调板的精调作业，依次测量待调板承轨槽上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号标架的6个球棱镜的三维坐标，根据实测值对应里程的设计值较差，对轨道板进行横向和竖向调整。

更换测站后，依据基准点，检测已调整合格的轨道板上的标架Ⅳ，检测的横向和竖向偏差均≤2mm，纵向偏差≤10mm，方可进行搭接建站。轨道板精调后的限差应满足表1要求：

表1轨道板精调后的允许偏差表

项目允许偏差（mm）

支点实测与设计值横向±0.5

竖向±0.5

轨道板竖向弯曲 ±0.5

相邻板接缝承轨台顶面相对高差±0.3

平面位置±0.3

5.2.3 轨道板精调后检测控制指标

轨道板精调及扣压复测合格后进行灌浆作业，灌注后采用CPⅢ进行验收测量时，须满足表2要求后方可进行验收。

表2轨道板灌注后验收测量允许偏差

检查项目允许偏差（mm）

高程 ±2

中线 ±2

相邻板接缝承轨台顶面相对高差0.6

平面位置0.6

注：其中相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差、平面位置两项指标不能出现连续3块板以上的同向搭接偏差。

6 精调测量作业

6.1 准备工作